Журнал Matlabs · математика

Параллелограмм: свойства, признаки и решение простых задач

Параллелограмм встречается не только на уроках геометрии, но и в повседневных предметах: от разметки спортивной площадки до оконных рам. В 7-9 классах эта тема важна для решения задач и подготовки к контрольным. В статье разберем определение, элементы, свойства и признаки параллелограмма, его частные случаи, формулы периметра и площади, а также решим несколько простых задач. После чтения вы сможете уверенно отличать свойства от признаков и применять их на практике.

Определение параллелограмма и его элементы

Параллелограмм это четырехугольник, у которого противоположные стороны попарно параллельны. На чертеже вершины обычно обозначают A, B, C, D, а стороны AB, BC, CD и DA. Противоположные стороны: AB и CD, BC и AD. Противоположные углы: A и C, B и D. Углы, имеющие общую сторону, называют соседними, например A и B. Диагонали AC и BD пересекаются в точке O. Высотой параллелограмма называют перпендикуляр, проведенный из вершины к прямой, содержащей противоположную сторону. Для формул используют обозначения: a и b смежные стороны, h высота, d1 и d2 диагонали. Квадрат, прямоугольник и ромб это частные случаи параллелограмма.

Свойства параллелограмма

Свойства параллелограмма выполняются в любом таком четырехугольнике. Их не нужно доказывать при решении задач, они уже даны.

  • Противоположные стороны равны: AB = CD, BC = AD.
  • Противоположные углы равны: ∠A = ∠C, ∠B = ∠D.
  • Сумма углов, прилежащих к одной стороне, равна 180°: ∠A + ∠B = 180°, ∠B + ∠C = 180° и так далее.
  • Диагонали точкой пересечения делятся пополам: AO = OC, BO = OD.

Например, если в параллелограмме один угол равен 70°, то противоположный ему угол тоже 70°, а соседние углы будут по 110°, так как 180° - 70° = 110°. Свойства работают только для параллелограмма, поэтому прежде чем их применять, убедитесь, что фигура действительно является параллелограммом.

Признаки параллелограмма

Признаки позволяют доказать, что четырехугольник является параллелограммом. Достаточно проверить один из них.

| Признак | Формулировка | |---------|--------------| | По двум сторонам | Если две противоположные стороны равны и параллельны, то четырехугольник параллелограмм. | | По противоположным сторонам | Если в четырехугольнике противоположные стороны попарно равны, то это параллелограмм. | | По противоположным углам | Если противоположные углы попарно равны, то четырехугольник параллелограмм. | | По диагоналям | Если диагонали точкой пересечения делятся пополам, то это параллелограмм. |

Разница между свойством и признаком проста: свойство идет от известного параллелограмма и дает равенства, а признак ведет к доказательству, что фигура является параллелограммом. Для доказательства достаточно одного признака. Например, если в четырехугольнике диагонали делятся пополам, можно сразу утверждать, что это параллелограмм.

Частные случаи: прямоугольник, ромб, квадрат

Прямоугольник это параллелограмм с прямыми углами. У него диагонали равны. Ромб это параллелограмм с равными сторонами, его диагонали перпендикулярны и делят углы пополам. Квадрат одновременно является и прямоугольником, и ромбом: у него все стороны равны и все углы прямые. Все свойства параллелограмма наследуются этими фигурами, но у них есть и дополнительные признаки. Например, квадрат является параллелограммом, но не каждый параллелограмм является квадратом.

Формулы периметра и площади

Периметр параллелограмма вычисляется по формуле P = 2(a + b), где a и b смежные стороны. Площадь можно найти несколькими способами. Площадь через сторону и высоту: S = a h, где h проведена к стороне a. Через две стороны и угол между ними: S = a b sin(угла). Через диагонали и угол между ними: S = (d1 d2 sin(угла между диагоналями)) / 2. Высота должна быть перпендикулярна выбранной стороне. Например, если a = 5 см, h = 4 см, то S = 5 4 = 20 см². Следите за единицами измерения: стороны в см, площадь в квадратных см.

Решение простых задач

Задача 1 Один угол параллелограмма равен 70°. Найдите остальные углы. Решение: противоположный угол тоже 70°. Соседние углы: 180° - 70° = 110°. Ответ: 70°, 110°, 70°, 110°.

Задача 2 Периметр параллелограмма 36 см, одна сторона 8 см. Найдите смежную сторону. Решение: P = 2(a + b). 36 = 2(8 + b). 18 = 8 + b. b = 10 см. Ответ: 10 см.

Задача 3 Сторона a = 6 см, высота h = 4 см. Найдите площадь. Решение: S = a h = 6 4 = 24 см². Ответ: 24 см².

Задача 4 Стороны 5 см и 8 см, угол между ними 30°. Найдите площадь. Решение: S = a b sin(30°) = 5 8 0,5 = 20 см². Ответ: 20 см².

Задача 5 В четырехугольнике ABCD диагонали AC и BD пересекаются в точке O, AO = OC, BO = OD. Докажите, что ABCD параллелограмм. Решение: по признаку о диагоналях, если они делятся пополам, четырехугольник является параллелограммом. Ответ: доказано.

Вопросы для самопроверки

  1. Что такое параллелограмм?
  2. Сформулируйте свойство противоположных углов.
  3. По какому признаку можно доказать, что четырехугольник параллелограмм, зная только его диагонали?
  4. Как найти площадь параллелограмма, если известны две стороны и угол между ними?

← Все статьи журнала